Considere que em um experimento realizado em um laboratório de ciências, um estudante utiliza duas peças distintas metálicas, uma de alumínio e outra de ferro. Ele percebe que, ao fornecer a mesma quantidade de calor para ambas as peças, elas apresentam a mesma variação de temperatura.
Isso se deve ao fato, principalmente, de que:
- A) todos os metais possuem a mesma variação de temperatura ao receberem a mesma quantidade de calor.
- B) as peças metálicas analisadas possuíam mesmo volume e, portanto, tiveram a mesma variação de temperatura ao receberem a mesma quantidade de calor.
- C) as peças metálicas possuíam mesmo calor específico, por isso tiveram a mesma variação de temperatura ao receberem a mesma quantidade de calor.
- D) as peças metálicas possuíam diferentes massas, por isso tiveram a mesma variação de temperatura mesmo sendo de materiais diferentes.
Resposta:
A alternativa correta é letra D) as peças metálicas possuíam diferentes massas, por isso tiveram a mesma variação de temperatura mesmo sendo de materiais diferentes.
A quantidade de calor que um corpo recebe ou cede devido apenas à variação de temperatura é chamada de calor sensível. Podemos determinar essa quantidade de calor utilizando-se a seguinte expressão:
Q = m c Delta theta
Onde m é a massa, c é o calor específico e Delta theta é a variação de temperatura. De acordo com o enunciado, ambas as peças receberam a mesma quantidade de calor e apresentaram a mesma variação da temperatura. Então, temos que:
Q_{Fe} = Q_{Al}
m_{Fe} cdot c_{Fe} cdot cancel { Delta theta } = m_{Al} cdot c_{Al} cdot cancel { Delta theta }
m_{Fe} cdot c_{Fe} = m_{Al} cdot c_{Al}
Então,
m_{Fe} = dfrac { c_{Al} } { c_{Fe} } cdot m_{Al}
Como o calor específico depende do material, sendo que o calor específico do ferro é diferente do alumínio, da equação acima podemos afirmar que as peças metálicaspossuem massas diferentes.
Portanto, a resposta correta é a alternativa (D).
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